一种制造生物柴油的反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种环保设备，特别是涉及一种制造生物柴油(脂肪酸甲酯)的反应装置，该装置是针对非均相反应生产生物柴油的专用设备。
【背景技术】
[0002]生物柴油(B1diesel)是指以动植物油脂或微生物油脂等为原料油通过酯化、酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生柴油燃料，主要是脂肪酸甲酯。生物柴油具有独特的优势，它可替代石化柴油，直接或调和用于现有的柴油发动机，成为倍受欢迎的生物质燃料之一。
[0003]从生物柴油制备的反应体系来看，油脂与甲醇为互不相溶体系，传质是影响反应的重要因素之一；从热力学角度来看，油脂与甲醇的酯交换反应为热力学平衡反应，打破热力学平衡过程是提高单位时空产率、降低生产成本的重要方法之一，而这些过程问题都可以从反应装置的设计上来解决。因此，在生物柴油制造过程中，反应装置是生物柴油制造过程中核心设备之一。
[0004]现有的生物柴油反应装置存在如下缺点:
[0005](I)结构复杂、能耗大、三废排放量大，环境污染大；
[0006](2)生产工艺复杂、反应时间长，工人操作劳动强度大；
[0007](3)生产效率低，生产成本高。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，而提供一种制造生物柴油的反应装置。本实用新型包括反应器、循环泵、放空冷凝器、加热器、液体分布器及必要的管件。本实用新型结构简单、造价低、操作简单、生产能耗低，适用于废弃动植物油脂(如地沟油、潲水油、动植物油脚、包括棕榈酸化油在内的各种酸化油)及微生物油脂制造生物柴油。
[0009]本实用新型通过以下技术方案来实现:
[0010]一种制造生物柴油的反应装置，包括反应器、循环泵、放空冷凝器、加热器和分布器；所述反应器的顶部设有进料口和放空口，反应器的底部设有出料口，反应器的上端设有分布器，分布器通过管道与循环泵连接，循环泵分别与油脂进料口和出料口连接，连接分布器与循环泵的管道上设有加热器；放空口与放空冷凝器连接。
[0011]为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述循环泵为磁力泵、离心泵或齿轮泵。
[0012]优选地，所述分布器为液体分布器。
[0013]优选地，所述加热器采用列管式、套管式、螺旋板式加热器。
[0014]优选地，所述的放空口与放空冷凝器连接，放空口与放空冷凝器连接的管路上设有阀门。
[0015]本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果:
[0016](I)本实用新型的反应器中加入甲醇和油脂后由于比重差距，甲醇在上部油脂在底部。底部的油脂通过循环泵进入反应器的液体分布器，缓慢均匀的喷洒到甲醇层表面，由于重力原因油脂穿过甲醇层再进入反应器底部。油脂在穿过甲醇层的时候和甲醇快速反应，这样就大大的加快了反应速度。
[0017](2)本实用新型连接分布器与循环泵的管道上设有加热器，可以控制反应器内的反应温度。
[0018](3)本实用新型反应器的顶部设有放空口，放空口连接放空冷凝器，保证了反应器内常压状态并且少量挥发的甲醇气相被冷凝器冷凝回收，有效减少了甲醇消耗。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型制造生物柴油的反应装置的结构示意图。
[0020]图2为图1中液体分布器的结构示意图。
[0021]图中示出:放空冷凝器1、进料口 2、分布器3、反应器4、出料口 5、油脂进料口6、循环泵7、加热器8。
【具体实施方式】
[0022]为更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的实施方式不限如此。
[0023]如图1所示，一种制造生物柴油的反应装置，包括反应器4、循环泵7、放空冷凝器1、加热器8和分布器3 ;反应器4的顶部设有进料口和放空口，反应器4的底部设有出料口5，反应器4的上端设有分布器3，分布器3通过管道与循环泵7连接，循环泵7分别与油脂进料口 6和出料口 5连接，连接分布器3与循环泵7的管道上设有加热器8 ;放空口与放空冷凝器I连接。
[0024]如图2所示，分布器3可以是任何一种液体分布器，用于将棕榈酸性油均匀分布到反应器的空腔中。
[0025]循环泵7为磁力泵、离心泵或齿轮泵，或者其它具有传输功能的设备。
[0026]加热器8可以采用列管式、套管式、螺旋板式加热器。
[0027]放空口与放空冷凝器I连接，放空口与放空冷凝器连接的管路上设有阀门，关闭阀门后可以使反应器升压，在一定压力下，可以加快反应速度。
[0028]原料棕榈酸性油通过油脂进料口 6加入，经循环泵7和分布器3加入到反应器4额空腔中；甲醇或乙醇以及催化剂经进料口 2进入反应器4的空腔中；循环泵7连接在反应液循环管路上，循环管路上设有加热器8可以控制反应温度。
[0029]将SKg混合了催化剂浓硫酸的甲醇(甲醇中预先混入甲醇质量2%的浓硫酸催化剂)通过进料口 2加入反应器4的空腔中，启动循环泵7，打开油脂进料口 6，通过液体分布器3将1Kg酸值为198.2mgKOH/g的棕榈酸性油(Palm Acid Oil)打入反应器4的空腔中。关闭油脂进料口 6打开反应器底阀，油脂开始循环反应。调整加热器8控制反应温度为60°C。打开放空冷凝器I的循环水阀门，防止甲醇气体挥发。循环反应2小时后，经测定反应产物的甲酯含量为97.8%。停止循环泵7，静止沉降3小时，从反应器的底部出料口 5排出油脂。检测反应器4内甲醇含量，可以继续使用的补充部分新甲醇和催化剂后下一批次继续使用。如果甲醇含量过低，则取出部分甲醇蒸馏提纯，剩余的添加新甲醇和催化剂后继续使用。
[0030]本实用新型的反应器中加入甲醇和油脂后由于比重差距，甲醇在上部油脂在底部。底部的油脂通过循环泵进入反应器的液体分布器，缓慢均匀的喷洒到甲醇层表面，由于重力原因油脂穿过甲醇层再进入反应器底部。油脂在穿过甲醇层的时候和甲醇快速反应，这样就大大的加快了反应速度。
[0031]本实用新型连接分布器与循环泵的管道上设有加热器，可以控制反应器内的反应温度。
[0032]本实用新型反应器的顶部设有放空口，放空口连接放空冷凝器，保证了反应器内常压状态并且少量挥发的甲醇气相被冷凝器冷凝回收，有效减少了甲醇消耗。
[0033]任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的设备，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种制造生物柴油的反应装置，其特征在于，包括反应器、循环泵、放空冷凝器、加热器和分布器；所述反应器的顶部设有进料口和放空口，反应器的底部设有出料口，反应器的上端设有分布器，分布器通过管道与循环泵连接，循环泵分别与油脂进料口和出料口连接，连接分布器与循环泵的管道上设有加热器；放空口与放空冷凝器连接。
2.根据权利要求1所述的制造生物柴油的反应装置，其特征在于，所述循环泵为磁力泵、离心泵或齿轮泵。
3.根据权利要求1所述的制造生物柴油的反应装置，其特征在于，所述分布器为液体分布器。
4.根据权利要求1所述的制造生物柴油的反应装置，其特征在于，所述加热器采用列管式、套管式、螺旋板式加热器。
5.根据权利要求1所述的制造生物柴油的反应装置，其特征在于，所述的放空口与放空冷凝器连接，放空口与放空冷凝器连接的管路上设有阀门。
【专利摘要】本实用新型公开了一种制造生物柴油的反应装置，包括反应器、循环泵、放空冷凝器、加热器和分布器；所述反应器的顶部设有进料口和放空口，反应器的底部设有出料口，反应器的上端设有分布器，分布器通过管道与循环泵连接，循环泵分别与油脂进料口和出料口连接，连接分布器与循环泵的管道上设有加热器；放空口与放空冷凝器连接。本实用新型结构简单、造价低、操作简单、生产能耗低，适用于废弃动植物油脂(如地沟油、潲水油、动植物油脚、包括棕榈酸化油在内的各种酸化油)及微生物油脂制造生物柴油。
【IPC分类】B01J19-00, C11C3-10, C10L1-02, C11C3-04
【公开号】CN204607961
【申请号】CN201520265200
【发明人】曾宪方, 任吉海, 曾河山, 肖宏导, 钟绍明
【申请人】广东河山环保有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月28日